Für die Simulation der Strömungsverhältnis
se vor der Küste von Sylt wurde ein 2-dimensiona-
les Strömungsmodell durch Einbau der see
gangsbedingten „radiation-stress“-Terme mit ei
nem Seegangsmodell gekoppelt. Letzteres be
rücksichtigt Seegangsrefraktion, Shoaling,
Dämpfung und Brechen der Wellen. Zur Verdeutli
chung der Effekte wurden sehr hohe Wellen
(H 0 = 7 m) und schwerer Sturm (W = 28,3 m/s)
angenommen. Es wurde der Fall eines Riff-Rin-
ne-Systems, wie es bei Rantum vorliegt und ein
System ohne Riff (etwa bei Kämpen) durchge
rechnet (Abb. 30a). Die Wellen brechen am Ufer,
beim Riff auch auf der Seeseite (Abb. 30b). Wind
und Wellen laufen schräg auf das Ufer zu.
Nach Erreichen der Stationarität bildet sich
ein küstenparalleles Strömungssystem aus, das
die Jetströme im Uferbereich und am Riff deutlich
wiedergibt (Abb. 30d). Das Modell berechnet au
ßerdem den Stau (Wasserstandserhöhung über
den mittleren Wasserspiegel). Dieser ist nicht auf
die unmittelbare Uferzone beschränkt. Bei der
Beurteilung des Betrages von Stau und Strö
mungsgeschwindigkeiten muß man die sehr ho
he Wellenhöhe beachten. (Eine Halbierung der
Wellenhöhe reduziert Stau und Strömung um ei
nen Faktor 1/4).
Bisher wurde der Stau an der Küste stets
als „Windstau“ bezeichnet, obgleich er fast ganz
vom zerfallenden Seegang erzeugt wird. Tatsäch
lich beträgt der windinduzierte Stau nur wenige
Zentimeter. Das häufig benutzte Argument, man
könne den Einfluß des Seegangs in einem reinen
Strömungsmodell berücksichtigen, indem man
den Windschubkoeffizienten erhöht, löst das Pro
blem nicht.
Bei der Berechnung der Strömungen in
Seegang
Abb. 30e wurde das Modell ohne Seegang und
radiation-stress, aber mit einem um den Faktor
10 überhöhten Windschubkoeffizienten betrie
ben. Obwohl sich die Strömungsgeschwindigkei
ten erhöhen, können keineswegs die Jets erzeugt
werden. Im Gegenteil, in Ufernähe nimmt die Ge
schwindigkeit sogar ab. Der in diesem Fall richtig
benannte Windstau erreicht weniger als 10 cm.
Wichtig ist außerdem die in diesem Modell
noch nicht berücksichtigte Rückwirkung der Jets
auf den Seegang. Wie in Abb. 29b, rechts, darge
stellt, werden im Fall von außen in einen Jetstrom
einlaufender Wellen, diese vom Strommaximum
weggebrochen. Dies kann sogar zu einer Totalre
flexion der Wellen führen. (Man kann diesen Ef
fekt z. B. am Golfstrom beobachten.) Dieser Ef
fekt wirkt also der Bodenrefraktion, die die von
See einlaufenden Wellen zur Küste hin bricht,
entgegen und bewirkt einen mehr küstenparalle
len Lauf der Wellen oder eine Reflexion von Wel
lenkomponenten wegen ihrer Richtungs- und
spektralen Verteilung zurück in die offene See,
was insgesamt den Betrag an zerstörerischer
Wellenenergie, die am Riff oder am Ufer frei wird,
reduziert.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist der Fall
eines Riffdurchbruchs, der zu einem seewärts ge
richteten jetförmigen Ripstrom führt (Abb. 31). In
teressant ist, daß das Modell bei senkrechtem
Wind- und Seegangseinfall wegen der Instabilität
dieser Konfiguration wie in der Natur ein küsten
paralleles Strömungssystem erzeugt. Daß der
Ripstrom schräg und nicht etwa senkrecht zur
Küste verläuft, steht im Einklang mit der Beobach
tung, daß zumindest vor Sylt die kanalartigen Riff
durchbrüche stets schräg und nicht küstennormal
ausgerichtet sind.